2021年河北省承德市刘杖子中学高三物理联考试题带解析

2021年河北省承德市刘杖子中学高三物理联考试题含解析
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. （单选）一个作自由落体运动的物体，从开始运动起通过连续三段距离的时间分别是t 、2t 、3t ，这三段距离之比为
A ．1：23：33
B ．1：22：33
C ．1：2：3
D ．1：3：5
参考答案：
A
2.
（单选）如图所示，可视为质点的小球位于半圆体左端点A 的正上方某
处，以初速度v 0水平抛出，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B 点．过B 点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°，则半圆柱体的半径为（不计空气阻力，重力加速度为g ）（ ）
B
C
参考答案：
解答： 解：飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B 点，知速度与水平方向的夹角为30°，设位移与水平
方向的夹角为θ，则有：tan θ=
=
．
因为tan θ==．
则竖直位移为：y=，
=
所以，tan θ=．
联立以上各式解得：R=，故ACD 错误，B 正确．
故选：B ．
点评： 解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移
重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境。

在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态。

现要求一架飞机在速度大小为v1=500m/s 时进人失重状态试验，在速度大小为V2=1000m/s 时退出失重状态试验。

重力加速度 A.可以是飞机模拟斜抛运动
B.可以是飞机模拟向下的减速运动
C.如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是150s
D.如果是竖直下抛运动可计算失重时间是50s
参考答案：
当飞机作加速度的大小为重力加速度g ，加速度的方向竖直向下的运动时，座舱内的试验者便处于
完全失重状态。

这种运动可以是飞机模拟无阻力下的竖直下抛运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运
动，所以A 正确，B 错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是150秒，如果是竖直下抛运动可计算时间是50秒，因此可得C 、D 正确。

4. （单选）下列关于物理学思想方法的叙述错误的是（ ） A ． 探究加速度与力和质量关系的实验中运用了控制变量法 B ． 电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法 C ． 力学中将物体看成质点运用了理想化模型法
D ． △t →0时的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
参考答案： D
考点： 瞬时速度；平均速度．. 分析： 解答本题应掌握：在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法；理解常见的比值定义得出的物理量；质点采用的是理想化的物理模型；瞬时速度采用了极限思想．
解：A、在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法，故A正确；
B、电学中电阻、场强和电势的定义都运用了比值法，故B正确；
C、质点并不存在，采用的是理想化的物理模型；故C正确；
D、△t→0时的平均速度可看成瞬时速度，采用的是极限分析方法；故D错误；
本题选错误的，故选：D．
点评：学习物理不但要学习知识点，同时还要注意学习相应的物理方法．
5. （单选）如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场．一带电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线．关于带电小球的运动，下列说法中正确的是
A．OAB轨迹为半圆
B．小球运动至最低点A时速度最大，且沿水平方向
C．小球在整个运动过程中机械能增加
D．小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等
参考答案：
B
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理。

在一端带滑轮的长木板上固定放置两个光电门，其中光电门乙固定在靠近滑轮处，光电门甲的位置可移动。

与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间。

改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使小车上的遮光片从紧靠光电门甲处由静止开始运动，用米尺测量甲、乙之间的距离s，并记下相应的时间t。

测得小车的质量为M，钩码的质量为m，并满足M远远大于m。

则：外力对小车做功为W= ，小车动能的增量为△EK= 。

（用题中的字母表示）为减小实验误差，你认为实验操作之前必须进行的操作是：。

参考答案：7. 如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑．这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员下滑过程中的最大速度为________m/s，加速下滑和减速下滑时，消防员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2，则f1∶f2＝________.(g＝10m/s2)．
参考答案：
8，1∶7
8. （4分）在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1.0×10－8库仑、质量为2.5×10－3千克的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x 以米为单位，t以秒为单位。

从开始运动到5秒末物体所经过的路程为米，克服电场力所作的功为焦耳。

参考答案：
答案：0.34，3×10－4
9. 某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表1是其记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：
（1）木块与桌面间的动摩擦因数
；
（2）实验次数5中监测到的加速度 m/s2
．
参考答案：
(1)0.401 (2)1.45
10. 物体做匀变速直线运动，第2s内的平均速度为7m/s，第3s的平均速度为5m/s，物体运动的加速度大小为____________m/s2，其方向与初速度的方向__________；（填“相同”或“相反”）
参考答案：
2 相反
11. 一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.
参考答案：12. 下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的UC和v的的几组数据。

(UC是遏制电压)
v/l014Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
请根据上表的数据在答题纸对应的坐标中作出UC-v图象；从图象中可知这种金属的截止频率为；已知e=1.6010-19C，用给出的数据结合图象算出普朗克常量为。

参考答案：
13. 如右图所示，AB为竖直固定金属棒，金属杆BC重为G。

长为L，并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动，AC为轻质金属线，∆ABC＝37︒，∆ACB＝90︒，在图示范围内有一匀强磁场，其磁感应强度与时间成正比：B＝k t，整个回路总电阻为R，则回路中感应电流I
＝，当t = 时金属线AC中拉力恰为零。

（已知，）
参考答案：
；
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg 的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s)，
那么：
(1)纸带的________(用字母表示)端与重物相连；
(2)打点计时器打下计数点B 时，物体的速度v B =________；
(3)从起点P 到打下计数点B 的过程中物体的重力势能减少量△E P =________，此过程中物体动能的增加量△E k =________；(g 取9.8m ／s 2)
(4)通过计算，数值上△E P ________△E k (填“<”、“>”或“=”)，这是因为____________；
(5)实验的结论是____________________________________________________. 参考答案：
(1)P (2)0.98m ／s (3)△E p =0.49098J △E k =0.4802J (4)“>”，有机械能损失
(5)在没有阻力的情况下，机械能守恒。

15. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量m =1kg 的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻记数点间的时间间隔为0.02s ，长度单位是cm ，g 取
9.8m/s 2
．求：
（1）打点计时器打下计数点B 时，物体的速度v B =__________m/s(保留两位有效数字)．
（2）从起点O 到打下记数点B 的过程中，物体重力势能减小量ΔE P =_____ ______J ，动能的
增加量
ΔE -k =_________________J （保留两位有效数字）．
（3）即使在实验操作规范、数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的ΔE p 也一定略大于ΔE k ，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因_______________________________________________________ _________________。

参考答案：
（1）0.97m/s （
2
）0．48J 0．47J
（3）重锤下落过程中受到阻力及纸带受到打点计时器的阻力作用， 重锤的机械能减小．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16.
是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min,能衰变为
和
一个未知粒子. ①写出该衰变的方程； ②已知容器中原有纯
的质量为m ，求5min 后容器中剩余
的质量.
参考答案：
①→+ 2分
②5min还剩余：
17. 如图所示，在光滑的水平面上放置一个质量为2m的木板B，B的左端放置一个质量为m的物块A，已知A、B之间的动摩擦因数为μ，现有质量为m的小球以水平速度v0飞来与A物块碰撞后立即粘住，在整个运动过程中物块A始终未滑离木板B，且物块A可视为质点，求
（1）物块A相对B静止后的速度大小；
（2）木板B至少多长．
参考答案：
解：设小球和物体A碰撞后二者的速度为v1，三者相对静止后速度为v2，规定向右为正方向，根据动量守恒得，
mv0=2mv1，①
2mv1=4mv2②
联立①②得，v2=0.25v0．
当A在木板B上滑动时，系统的动能转化为摩擦热，设木板B的长度为L，假设A刚好滑到B的右端时共速，则由能量守恒得，
③
联立①②③得，L=．
答：（1）物块A相对B静止后的速度大小为0.25v0；
（2）木板B至少为．
【考点】动量守恒定律．
【分析】小球与A碰撞过程中动量守恒，三者组成的系统动量也守恒，结合动量守恒定律求出物块A 相对B静止后的速度大小．
对子弹和A共速后到三种共速的过程，运用能量守恒定律求出木板的至少长度．
18. （16分）太阳现正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和、等原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶
段．为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成．（最后结果均保留一位有效数字）
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M．已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量
m=6.0×1024kg，日地中心的距离r=1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为
3.2×107s，试估算目前太阳的质量M．
（2）现将太阳内部的核聚变核反应简化为两个电子和4个氢核（）聚变成氦核（），已知质子质量m p=1.6726×10－27kg，质量mα=6.6458×10－27kg，电子质量m e=0.9×10－30kg，光速
c=3×108m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
参考答案：
（1）估算太阳的质量M
设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
①地球表面处的重力加速度
②
③Ks5u
以题给数值代入，得M＝2×1030 kg ④
（2）核反应方程为：
根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为
△E＝（4m p＋2m e－mα）c2⑤
代入数值，得△E＝4×10－12 J ⑥。